Analiza skumulowanych strat egzergii zintegrowanej elektrowni pracującej według technologii spalania tlenowego

• Autorzy: Ziębik A. , Gładysz P.

Warianty tytułu

EN

Analysis of cumulative exergy losses of an integrated oxy-fuel conbustion power plant

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zintegrowana elektrownia pracująca według technologii spalania tlenowego tworzy sieć technologiczną zło-żoną z modułów takich jak: kocioł, obieg parowo-wodny, tlenownia, moduł wody chłodzącej, moduł kondycjonowania spalin, moduł usuwania i sprężania CO2 oraz moduł przygotowania wody uzupełniającej. Każdy z wymienionych modułów charakteryzuje się wytwarzaniem określonego produktu głównego (np. elektryczność, tlen techniczny). Obok produktów głównych wytwarzana są produkty uboczne (np. azot techniczny, ciepło z chłodzenia międzystopniowego sprężarek powietrza z tlenowni oraz sprężarek CO2 w module usuwania i sprężania CO2).W pracy przedstawiono algorytm macierzowy obliczania skumulowanych strat egzergii w przypadku zintegrowanej elektrowni pracującej według technologii spalania tlenowego. Opracowano przykład analizy skumulowanych strat egzergii dla dwóch wariantów technologicznych zintegrowanej elektrowni ze spalaniem tlenowym (tradycyjny układ sprężania CO2 oraz układ z tzw. Shock Wave Compression). Przeprowadzono analizę skumulowanego stopnia doskonałości termodynamicznej dla obu wymienionych wariantów.

EN

Integrated oxy-fuel combustion power plant constitutes energy-technological network consisting the following modules: boiler island, steam cycle, air separation unit, cooling water system, flue gas quality control system, CO2 processing unit and module of make-up water preparation. Every of these module is characterized by production of main product (e.g. electricity, oxygen). Besides main products also by-products are manufactured (e.g. nitrogen, heat from interstage cooling system of air and CO2 compressors). The paper presents matrix algorithm of cumulative exergy losses calculations for integrated oxy-fuel combustion power plant. The examples of cumulative exergy losses analysis have been prepared for two technological variants of integrated oxy-fuel combustion power plant (conventional system of CO2 compressors and system with Shock Wave Compression). The analysis of cumulative degree of thermodynamic perfection for two mentioned above variants has been carried out.

Słowa kluczowe

PL

egzergia; skumulowane straty egzergii; analiza systemowa; analiza input-output; oxy-spalanie

EN

exergy; cumulative exergy losses; system analysis; input-output analysis; oxy-combustion

• Wydawca: KAPRINT
• Czasopismo: Rynek Energii
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 1
• Strony: 82--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ziębik A.

• Instytut Energetyki Cieplnej i Systemów Energetycznych Politechniki Śląskiej

autor

Gładysz P.

• Instytut Techniki Cieplnej Politechniki Śląskiej

Bibliografia

• [1] Boustead I., Hancock G. F.: Handbook of industrial energy analysis. Ellis Horwood Limited Publ., Chichester, 1979.
• [2] Ciferno J.: Advanced Carbon Dioxide Capture R&D Program: Technology Update. Report DOE/NETL, September 2010.
• [3] Fu Ch., Gundersen T.: Exergy Analysis and Heat Integration of a Coal based Oxy-combustion Power Plant. Energy&Fuels 2013, doi: 10.1021/ef400867d.
• [4] Leontief W.: Input-Output Economics. Oxford University Press. New York, Oxford, 1986 .
• [5] Matuszewski M.: Advancing Oxycombustion Technology for Bituminous Coal Power Plants: An R&D Guide. Raport DOE/NETL-2010/1405, April 2012.
• [6] Szargut J, Petela R.: Egzergia. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1965.
• [7] Szargut J., Morris D.R.: Cumulative exergy losses associated with the production of lead metal. Int. Journal of Energy Research nr 14, s. 605-616, 1990.
• [8] Szargut J.: Analiza skumulowanych strat egzergii przy wytwarzaniu i dostawie ciepła z elektrociepłowni. Archiwum Energetyki nr 4, s. 187-203, 1989.
• [9] Szargut J.: Analysis of cumulative exergy consumption and cumulative exergy losses. W: Advances in Thermodynamics vol. 4, Finite-Time Thermodynamics and Thermoeconomics, Taylor&Francis, New York-London, 1990.
• [10] Szargut J.: Exergy losses in the chains of technological processes. Bull. Pol. Acad., Sci., Techn., nr 7-9, s. 513-521, 1988.
• [11] Szargut J.: Exergy method. Technical and Ecological Applications. WIT Press, Southampton-Boston, 2005.
• [12] Szargut K.: Egzergia. Poradnik obliczania i stosowania. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2007.
• [13] Xiong J., Zhao H., Zheng C.: Exergy Analysis of a 600 MWe Oxy-combustion Pulverized-Coal-Fired Power Plant. Energ &Fuels 2011, doi: 25:3854-3864 .
• [14] Ziębik A., Gładysz P.: Analiza egzergochłonności skumulowanej zintegrowanej elektrowni pracującej według technologii spalania tlenowego. Archives of Thermodynamics (w druku).
• [15] Ziębik A., Gładysz P.: System Approach to the Energy Analysis of an Integrated Oxy-Fuel Combustion Power Plant. Rynek Energii 101(4), 2012, str. 137-146,.
• [16] Ziębik A., Gładysz P.: Systems analysis of exergy losses in an integrated Oxy-Fuel Combustion power plant. Proceedings of ECOS Int. Conference, Perugia, June 26-29, 2012.
• [17] Ziębik A.: Mathematical modelling of energy management system in industrial plants. Wydawnictwo PAN OSSOLINEUM, Wrocław, 1999.
• [18] Ziębik A., Liszka M. i in.: Sprawozdanie z lat 2010-2012 z etapu 8(6.1) "Opracowanie modelu matematycznego oraz kodu komputerowego zintegrowanego układu energetycznego" Zad. Bad. 2 "Opracowanie technologii spalania tlenowego dla kotłów pyłowych i fluidalnych integrowanych z wychwytem CO2" Projektu Strategicznego "Zaawansowane technologie pozyskiwania energii".